JP2015532038A - Memsデバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また外側へのメンブレンの変位が大きすぎる場合は、このメンブレンで損傷が生じ得るが、この損傷は本発明で提示される弁フラップの構成によって避けられる。
この接続ブリッジVSの幅は、好ましくは、それによって接続ブリッジが接続されている、この四角形の弁フラップVKの辺の長さより小さい。図3Aには、この接続ブリッジVSは、ブリッジに対し平行に両側に延在するラインによって画定され、したがってこの接続ブリッジVSの長さは、このスリットパターンによって画定される。
たとえば輪郭線の少なくとも1つの端部が、少なくとも部分的に丸くなっていてよい。図3Eは、その端部によって弁フラップが残りの機能層と接続されている、第1の端部が丸くなっている構造を示す。この反対側の端部は、ほぼ矩形の形状を有している。図3Fは、同一または類似の輪郭線を辿るスリットパターンを示しているが、丸くなった端部に2つの接続ブリッジの代わりに只1つの接続ブリッジが設けられている。図3Gは、図3Fと類似の輪郭線を示しており、ここでは接続ブリッジは、矩形に形成された第1の端部に設けられており、これに対し第2の端部は丸くなっている。図3Hは、図3E〜3Gに類似した輪郭線を辿るスリットパターンを示しているが、接続ブリッジは、丸くなった端部に設けられている。図3Fのスリットパターンに対して、接続ブリッジの幅が低減されている。
本発明の基本的アイデアは、印加される圧力に依存して変化される開口断面が1つのMEMSデバイスのメンブレンに設けられるということだけに基づいている。
AN : 空洞部
A : パターニングされた構造体
MN : 第1の機能層、メンブレン
OG : 開口部、開口部の開口断面
SM : 二次元のスリットパターン
VK : 移動可能な弁フラップ
FE : 固定電極
RP : バックプレート
PE : 有効圧
PG : 限界圧
Claims (15)
- 空洞部(AN)を備えた結晶質の基体(GK)と
基体上に、少なくとも1つの第1の機能層(MN)または複数の機能層を備え、かつ前記空洞部を覆う、パターニングされた構造体(A)と、
を有するMEMSデバイスであって、
前記構造体の前記第1の機能層において、前記空洞部の上に1つの開口部(OG)がパターニングされており、その有効開口断面積が前記第1の機能層の両側の圧力差に依存して変化することを特徴とするMEMSデバイス。 - 前記開口部(OG)は、前記第1の機能層を開裂する二次元のスリットパターン(SM)によって形成されており、
さらに前記スリットパターンは、弁フラップ(VK)を画定し、当該弁フラップは、少なくとも1つの第1の端部で、1つの接続ブリッジを介して、前記第1の機能層(MN)の残りの面部分と接続されており、1つの第2の端部が固定されないようにパターニングされており、
前記弁フラップは、片面側に印加される所定の圧力から、前記第1の機能層の層平面から離れて開弁されて、前記開口部(OG)の断面積を増大するすることができ、
前記弁フラップ(VK)は、少なくとも1つの第1の端部で、1つの接続ブリッジを介して前記残りの部分の機能層(MN)と接続されており、1つの第2の端部が固定されないようにパターニングされており、前記層平面から離れて開弁することができる、
ことを特徴とする、請求項1に記載のMEMSデバイス。 - 前記弁フラップ(VK)は、前記圧力差に対応する印加された実効的な圧力PEが所定の限界圧PGより小さい限り、前記開口部(OG)の断面が、前記第1の機能層(MN)を開裂する前記二次元のスリットパターン(SM)の面上に留まるように、形成されており、
実際に前記デバイスに作用する圧力PEがPE≧PGの場合に、前記弁フラップが開弁し、
前記限界圧PGは、前記限界圧を負荷した際にデバイスの損傷が起こり得ないかまたは起こらないように設定される、
ことを特徴とする、請求項2に記載のMEMSデバイス。 - 前記弁フラップ(VK)の大きさは、1つの閉じた輪郭線によって画定されており、
前記スリットパターンは、前記弁フラップの輪郭線に沿って複数回分断されて開裂され、前記弁フラップが前記第1の端部で2つ以上の、互いに離間し、互いに整列した接続ブリッジを介して前記第1の機能層の残りの面部分と接続されている、
ことを特徴とする、請求項2または3に記載のMEMSデバイス。 - 前記弁フラップ(VK)の大きさは、1つの閉じた輪郭線によって画定されており、
前記輪郭線の前記スリットパターン(SM)は、その輪郭線の長さの75%より長いか、80%より長いか、90%より長いかまたは95%より長い部分を辿っており、
前記輪郭線で100%にならない前記スリットパターンの欠落部分は、前記接続ブリッジの幅または前記接続ブリッジに対応している、
ことを特徴とする、請求項2乃至4のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。 - 前記弁フラップ(VK)は、前記第1の端部、前記第2の端部、または両方の端部で丸くなった輪郭線を有することを特徴とする、請求項2乃至5のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 前記輪郭線は、少なくとも1つの隅部(Ecke)を備えることを特徴とする、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 1つ以上の弁フラップ(VK)を備えることを特徴とする、請求項2乃至7のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 異なる大きさの複数の弁フラップ(VK)が形成されており、当該複数の弁フラップの開口断面積は、異なる圧力依存性を備えることを特徴とする、請求項2乃至8のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 前記第1の機能層(MN)は、前記開口部(OG)と電気的に導通して形成され、前記MEMSデバイスのメンブレンとなっており、
前記構造体は、前記開口部(OG)を有する前記第1の機能層(MN)に対して、第2の機能層より離間した、有孔固定電極(FE)を備え、
前記メンブレン(MN)は、前記空洞部(AN)におけるバックキャビティを封止し、
前記MEMSデバイスは、圧力センサまたはマイクロフォンとして利用可能である、
ことを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。 - 前記メンブレン(MN)は、ポリシリコン層または金属層を備えることを特徴とする、請求項10に記載のMEMSデバイス。
- 前記弁フラップ(VK)は、前記第1の機能層(MN)の前記層平面から両方向に離間して開弁されることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 前記限界圧PGは、前記接続ブリッジの幅の寸法により、0.05〜1.00bar,0.1〜0.8bar,0.15〜0.60bar,または0.2〜0.5barにある1つの値に設定されることを特徴とする、 請求項3乃至12のいずれか1項に記載のMEMSデバイス。
- 請求項1乃至13のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法であって、
前記基体(GK)上に、少なくとも前記第1の機能層(MN)からなる前記構造体(A)が取り付けられてパターニングされており、
前記第1の機能層(MN)のパターニングにおいて、このパターニングは、その領域が画定されかつ面状のパターニングによって前記スリットパターンが生成され、
前記弁フラップ(VK)の前記輪郭線の前記スリットパターンは、当該輪郭線の長さの75%より長い部分を辿っており、
前記基体(GK)において空洞部(AN)が生成され、当該空洞部は、その内部にキャビティが封止されるように前記機能層によって覆われており、
前記スリットパターン(SM)は、前記空洞部の上方の領域に生成される、
ことを特徴とする、MEMSデバイスの製造方法。 - 前記第1の機能層(MN)の上方に、当該機能層のパターニングの後に、全面的に犠牲層が取り付けられ、
前記犠牲層は、前記空洞部(AN)の生成の後に、少なくとも前記空洞部の上方の領域で完全にエッチング除去されるかまたは溶出される、
ことを特徴とする、請求項14に記載のMEMSデバイス。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2015188947A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 新日本無線株式会社 | Mems素子 |
US9494477B2 (en) | 2014-03-31 | 2016-11-15 | Infineon Technologies Ag | Dynamic pressure sensor |
DE102014117991B4 (de) * | 2014-12-05 | 2018-03-22 | Preh Gmbh | Kapazitiver Kraftsensor |
GB2533410B (en) | 2014-12-19 | 2017-03-01 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | MEMS devices and processes |
GB2546827B (en) * | 2016-01-28 | 2020-01-29 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | MEMS device and process |
TWI694965B (zh) | 2016-06-30 | 2020-06-01 | 英國商席瑞斯邏輯國際半導體有限公司 | Mems裝置與製程 |
GB2551783B (en) * | 2016-06-30 | 2018-07-11 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | MEMS device and process |
KR102212575B1 (ko) * | 2017-02-02 | 2021-02-04 | 현대자동차 주식회사 | 마이크로폰 및 그 제조 방법 |
DE102017208911A1 (de) | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikromechanischer Schallwandler |
DE102017121705B3 (de) * | 2017-09-19 | 2018-12-20 | Infineon Technologies Ag | MEMS-Mikrofon |
US10609463B2 (en) | 2017-10-30 | 2020-03-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Integrated microphone device and manufacturing method thereof |
CN107864439A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-03-30 | 上海微联传感科技有限公司 | 一种振膜及mems麦克风 |
US10715924B2 (en) * | 2018-06-25 | 2020-07-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | MEMS microphone having diaphragm |
EP3629597B1 (en) * | 2018-09-26 | 2021-07-07 | ams AG | Mems microphone assembly and method for fabricating a mems microphone assembly |
JP7319182B2 (ja) * | 2019-12-12 | 2023-08-01 | アズビル株式会社 | 差圧計 |
US11972749B2 (en) | 2020-07-11 | 2024-04-30 | xMEMS Labs, Inc. | Wearable sound device |
US11399228B2 (en) * | 2020-07-11 | 2022-07-26 | xMEMS Labs, Inc. | Acoustic transducer, wearable sound device and manufacturing method of acoustic transducer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09508777A (ja) * | 1994-08-12 | 1997-09-02 | ザ チャールズ スターク ドレイパー ラボラトリー インク | 改良された低周波応答性を備えた音響トランスデューサ |
JP2006157863A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-06-15 | Omron Corp | 容量型振動センサ及びその製造方法 |
US20080175418A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Analog Devices, Inc. | Microphone with Pressure Relief |
JP2008541644A (ja) * | 2005-05-17 | 2008-11-20 | エヌエックスピー ビー ヴィ | Mems型コンデンサマイクロホン用の改善された膜 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1629687A1 (en) * | 2003-05-15 | 2006-03-01 | Oticon A/S | Microphone with adjustable properties |
US7138694B2 (en) * | 2004-03-02 | 2006-11-21 | Analog Devices, Inc. | Single crystal silicon sensor with additional layer and method of producing the same |
US7903835B2 (en) * | 2006-10-18 | 2011-03-08 | The Research Foundation Of State University Of New York | Miniature non-directional microphone |
IT1392742B1 (it) * | 2008-12-23 | 2012-03-16 | St Microelectronics Rousset | Trasduttore acustico integrato in tecnologia mems e relativo processo di fabbricazione |
IT1395550B1 (it) * | 2008-12-23 | 2012-09-28 | St Microelectronics Rousset | Trasduttore acustico integrato in tecnologia mems e relativo processo di fabbricazione |
JP2012024897A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Memsデバイス |
US9002037B2 (en) | 2012-02-29 | 2015-04-07 | Infineon Technologies Ag | MEMS structure with adjustable ventilation openings |
GB2506174A (en) * | 2012-09-24 | 2014-03-26 | Wolfson Microelectronics Plc | Protecting a MEMS device from excess pressure and shock |
-
2012
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09508777A (ja) * | 1994-08-12 | 1997-09-02 | ザ チャールズ スターク ドレイパー ラボラトリー インク | 改良された低周波応答性を備えた音響トランスデューサ |
JP2006157863A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-06-15 | Omron Corp | 容量型振動センサ及びその製造方法 |
JP2008541644A (ja) * | 2005-05-17 | 2008-11-20 | エヌエックスピー ビー ヴィ | Mems型コンデンサマイクロホン用の改善された膜 |
US20080175418A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Analog Devices, Inc. | Microphone with Pressure Relief |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016022544A (ja) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 新日本無線株式会社 | Mems素子 |
US11350220B2 (en) | 2020-01-17 | 2022-05-31 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | MEMS package, MEMS microphone and method of manufacturing the MEMS package |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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